内容正文:
物理
一、选择题(本题共15个小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 以下学校内的物理量或物理现象,表述正确的是( )
A. 教室内饮水机正常工作的电压约为220V
B. 空调正常工作的电流约为0.1A
C. 同学们感觉舒适的教室气温约为37℃
D. 教室中一盏日光灯正常工作的功率约为1000W
【答案】A
【解析】
【详解】A.家庭电路电压为220V,所以教室内饮水机正常工作的电压约为220V,故A正确;
B.空调功率大,正常工作的电流约为5A,0.1A太小,故B错误;
C.同学们感觉舒适的教室气温约为25℃,37℃接近人的体温,会感觉炎热,故C错误;
D.教室中一盏日光灯正常工作的功率约为40W,1000W功率过大,不符合实际,故D错误。
故选A。
2. 如图所示小赵妈妈炒好菜后,将装菜的盘子放入温水中,通过这种方式给菜保温,等待小赵放学回家。小赵看到这一情景,联想到刚学的物理知识,下列联想正确的是( )
A. 温水保温过程中,水和菜的总内能始终保持不变
B. 炒菜时,菜内能的改变方式主要是通过锅铲做功
C. 温水能给菜保温,是因为温水的内能大于菜的内能
D. 汽车用水做冷却液,与温水给菜保温的原理相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.温水保温过程中,水和菜都会向周围空气散发热量,导致水和菜的总内能会减少,故A错误;
B.炒菜时,菜从热锅吸收热量,温度升高,内能增加,这是通过热传递的方式改变内能,故B错误;
C.发生热传递的条件是物体之间存在温度差,热量从高温物体传递到低温物体,一个物体能否向另一个物体传递热量,取决于它们的温度高低,而不是内能的大小,内能的大小与质量、温度和状态有关,温水的内能不一定大于菜的内能,故C错误;
D.因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机中用水来冷却;用温水给菜保温,水和菜向外放出热量时,由于水的比热容大,水温度下降得比较慢,从而减缓了菜的冷却速度,二者利用的物理原理相同,故D正确。
故选D。
3. 关于对欧姆定律的公式I=,及变形式R=的理解,下列说法正确的是( )
A. 导体的电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B. 导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C. 通过导体的电流一定时,导体的电阻与导体两端的电压成正比
D. 电阻是导体本身的一种性质,与通过导体的电流和导体两端的电压无关
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据欧姆定律的内容可知,电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,故A错误;
BCD.电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关;导体两端的电压为零时,导体的电阻并不为零,故D正确,BC错误。
故选D。
4. 小东用装有静电除尘纸的拖把擦地板时的情景,如图所示。静电除尘纸与地板摩擦,可以轻松地将灰尘和头发清打干净。下列说法中正确的是( )
A. 静电除尘纸和地板摩擦创造了电荷
B. 静电除尘纸的工作原理是带电体可以吸引轻小物体
C. 静电除尘纸和地板摩擦后与地板带有同种电荷
D. 静电除尘纸在湿润的地面也能正常工作
【答案】B
【解析】
【详解】A.静电除尘纸和地板摩擦并没有创造电荷,只是发生了电荷的转移,故A错误;
B.静电除尘纸的工作原理是带电体可以吸引轻小物体,所以静电除尘纸可以吸引灰尘,故B正确;
C.静电除尘纸和地板摩擦后与地板带有异种电荷,故C错误;
D.生活水是导体,湿润的地板增加房间湿度,不容易产生静电,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,关于灯泡变亮的说法中正确的是( )
A. M连E接线柱,闭合开关,滑动变阻器滑片向右移
B. M连F接线柱,闭合开关,滑动变阻器滑片向右移
C. M连E接线柱,闭合开关,滑动变阻器滑片向左移
D. M连F接线柱,闭合开关,滑动变阻器滑片向左移
【答案】C
【解析】
【详解】AC.如图,小灯泡和滑动变阻器串联在电路中,M接E时,滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长,电阻变大,电路中电流变小,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗;滑动变阻器的滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短,电阻变小,电路中电流变大,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮;故A错误,C正确;
BD.当M连F接线柱时,滑动变阻器都接下面两个接线柱,滑动变阻器相当于定值电阻,移动滑片,不能改变电路中的电阻,不能改变电路中的电流,不能改变灯泡的实际功率,不能改变灯泡的亮度,故BD错误。
故选C。
6. 如图所示,为两个相同的验电器,带正电,带负电,的金属箔张开的角度大于的金属箔张开的角度。若用一带绝缘柄的金属棒把和的金属球连接起来,则( )
A. 电子从M转移到N B. 金属棒中始终有电流
C. 产生的电流方向从N流向M D. M的金属箔张开的角度减小
【答案】D
【解析】
【详解】带正电,带负电,的金属箔张开的角度大于的金属箔张开的角度,说明M所带电荷数大于N所带电荷数。用一带绝缘柄的金属棒把和的金属球连接起来,连接的瞬间,电子从N到M移动,N带的负电荷减少,金属箔的张角减小,M带正电荷减少,金属箔的张角减小,当两个验电器所带电荷平衡后,电子将不再定向移动,即金属棒中不再有电流;而电流方向与自由电子定向移动的方向相反,所以金属棒中的瞬间电流方向是M→N,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
7. 学校大门采用人脸识别系统智能控制师生进出校门,如图所示,当有人站到识别器前时开关S1闭合,灯泡发光,照亮人脸进行识别,当系统自动识别到本校师生时,开关S2闭合,电动机M工作打开闸门放行。只闭合S2时,灯泡和电动机M均不工作。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,灯和电动机能独立工作即它们为并联;开关S1闭合,灯L发光,S2闭合,电动机M工作,只闭合S2时,灯L和电动机M均不工作,则S1在干路上,S2在电动机支路中。
故选C。
8. 如图展示的是2025年9月3日,东风-61陆基洲际导弹在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式上震撼亮相的场景。该导弹采用新型固体燃料推进发射,所用新型燃料具有能量水平高、力学性能良好等优点。下列关于该导弹燃料及能量转化的说法中,正确的是( )
A. 燃料燃烧时内能转化为化学能
B. 燃料箱燃料减少,燃料热值不变
C. 导弹飞行时,弹身温度越高,含有的热量越多
D. 导弹飞行时,燃料的化学能全部转化为导弹的机械能
【答案】B
【解析】
【详解】A.燃料燃烧是化学变化,化学能转化为内能,故A错误;
B.热值是燃料的一种特性,与燃料的质量无关,故B正确;
C.热量是过程量,不能说“含有”,故C错误;
D.导弹飞行时,是将燃料的化学能转化为机械能,由于有热量损失,燃料不可能全部燃烧等因素影响, 燃料的化学能不可能全部转化为火箭的机械能,故D错误。
故选B。
9. 如图所示电路中,闭合开关后灯泡不亮,电压表有示数。下列判断与分析正确的是( )
A. 灯泡不亮原因可能是灯泡短路
B. 若将电压表改接在滑动变阻器两端,电压表一定仍有示数
C. 灯泡不亮一定是因为电路中某处断路
D. 将滑动变阻器阻值调小,灯泡有可能发光
【答案】D
【解析】
【详解】A.若灯泡短路,电压表也会被短路,此时电压表无示数,与题目中“电压表有示数”不符,故A错误;
B.若电路故障是灯泡断路,电路中没有电流经过,电压表串联接入电路,测电源电压,因此满足灯泡不亮,电压表有示数;若此时将电压表改接在滑动变阻器两端,电压表与电源之间是断开的,电压表无示数,故B错误;
C.灯泡不亮,除了电路断路,还可能是灯泡的电流太小,故C错误;
D.如果是因为滑动变阻器接入电路的电阻太大,导致电路中电流太小,灯泡因电流太小而不亮,将滑动变阻器阻值调小,电路中电流增大,灯泡有可能发光,故D正确。
故选D。
10. 如图甲所示电路电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中R1、R2的I-U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A. 图线A是电阻R1的I-U关系图象
B. 电源电压为18V
C. R1的阻值是30Ω
D. 滑动变阻器R2的最大阻值为300Ω
【答案】B
【解析】
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路的总电阻最小,由欧姆定律可知电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图像可知,A为滑动变阻器R2的I-U关系图像,B为电阻R1的I-U图像,故A错误;
BCD.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,由图像可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压U=U1+U2=14V+4V=18V
定值电阻R1的阻值为
滑动变阻器的最大阻值
故B正确,CD错误。
故选B。
11. 用电器甲和乙,其电流与其两端电压关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 用电器甲电阻不变,大小为10Ω
B. 用电器乙电阻随着电流增大而变小,最大值15Ω
C. 如果把这两个用电器串联接在8V的电源上,电路中的电流是0.5A
D. 如果把这两个用电器并联接在6V的电源上,干路中的电流是0.9A
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,甲图线为过原点的一条斜直线,即通过甲的电流与甲两端的电压成正比,因此甲的电阻保持不变,由图可知,当甲两端的电压为12V时,通过甲的电流为0.6A,由欧姆定律可知,甲的阻值
故A错误;
B.由图可知,乙两端的电压增大,通过乙的电流也增大,但乙两端的电压增加比通过乙的电流增加的更快,由欧姆定律可知,乙的电阻随电流增大而增大,因此当电路中的电流最大时,乙的电阻最大,由图可知,通过乙的最大电流为0.8A,此时乙两端的电压为12V,由欧姆定律可知,乙的最大阻值
故B错误;
C.由串联电路的电流特点可知,通过甲、乙的电流相等,由图可知,当通过甲、乙的电流为0.3A时,甲两端的电压为6V,乙两端的电压为2V,由串联电路的电压特点可知,此时电源电压
U=U甲串+U乙串=6V+2V=8V
因此把这两个用电器串联接在8V的电源上时电路中的电流为0.3A,故C错误;
D.由并联电路的电压特点可知,甲、乙两端的电压为6V,由图可知,此时通过甲的电流为0.3A,通过乙的电流为0.6A,由并联电路的电流特点可知,此时干路中的电流
I=I甲并+I乙并=0.3A+0.6A=0.9A
故D正确。
故选D。
12. 将标有“6V 3W”和“6V 2W”的甲、乙两只小灯泡串联起来(灯丝电阻不随温度变化)接在电压为6V的电源两端,接通电路后,以下说法正确的是( )
A. 通过甲灯泡的电流更大 B. 两只小灯泡都能正常发光
C. 电路电流为0.2A D. 甲、乙两灯的两端电压之比为3:2
【答案】C
【解析】
【详解】A.串联电路中电流处处相等,故通过甲、乙两灯的电流相同,故A错误;
BC.正常发光需达到额定电压6V。两灯串联总电压为6V。
甲灯电阻
乙灯电阻
总电阻
电路电流
甲灯电压
乙灯电压
两灯均未达到额定电压,无法正常发光,故B错误,C正确;
D.甲、乙两灯的两端电压之比
故D错误。
故选C。
13. 周末小丽跟着爸妈去了缙云山“任风看云”玻璃栈道游玩,回家后查阅资料后了解到游客过多会对栈道造成损伤,小丽利用所学知识为栈道设计了如图甲所示的压力传感装置。电源电压恒为60V,定值电阻R1为150Ω,压力敏感电阻R2的阻值随所受压力的变化关系如图乙所示。当电压表V1的示数达到或超过45V时,都可以触发串联在电路中的报警器(电阻可忽略不计,图中未画出)发出警报。下列分析正确的是( )
A. 当有人离开栈道时,电阻R2阻值减小
B. 当有人走上栈道时,电压表V2示数变化量与电流表A示数变化量之比不变
C. 当有人离开栈道时,电压表V1示数与电流表A的示数之比变大
D. 小丽与班上同学共50人一起上栈道拍照,一定不会发出警报
【答案】B
【解析】
【详解】由图甲可知,压敏电阻R2与定值电阻R1串联,电流表测量电路中的电流,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压。
A.当有人离开栈道时,压力减小,压敏电阻R2的阻值增大,故A错误;
B.当有人走上栈道时,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表V1示数变化量
所以,即电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量之比不变,故B正确;
C.由可知,当有人离开栈道时,电压表V1示数与电流表A的示数之比等于R1的阻值,R1是定值电阻,R1阻值不变,故C错误;
D.当电压表V1的示数达到或超过45V时,都可以触发串联在电路中的报警器,由串联电路电压的规律可知R2两端的电压
由串联分压可知
即
得到R2的阻值,由图乙可知,此时的压力为
一个中学生的重力约为500N,20个中学生的重力约为,故栈道站20个中学生时,发出警报,50个中学生对压敏电阻的压力更大,R2的阻值小于50Ω,由串联分压可知R2两端的电压小于15V,由串联电路电压的规律可知R1两端的电压大于45V,会发出警报,故D错误。
故选B。
14. 学习《电流》一课时,老师常用水流来类比电流。理想水渠交叉点上,单位时间内流入的总水量等于流出的总水量,同理,在电路的某连接处,流入的电流总和等于流出的电流总和。如图是某实验电路的一部分,电流表的示数如图所示,若通过导线ab电流为0.7A,导线cd的电流大小和方向可能的情况是( )
①若导线ab的电流从a→b,则Icd=1.16A,方向:d→c
②若导线ab的电流从a→b,则Icd=0.24A,方向:d→c
③若导线ab的电流从b→a,则Icd=1.16A,方向:c→d
④若导线ab的电流从b→a,则Icd=0.24A,方向:c→d
A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ②③
【答案】C
【解析】
【详解】①②若导线ab电流从a→b,电流表内部电流应从“0.6A”接线柱到“﹣”极接线柱,则导线cd中电的电流方向为从d到c,且cd为干路,则通过电流表中的电流大小为0.46A,则通过cd中的电流为
故①符合题意,②不符合题意;
③④若导线ab的电流从b→a,电流表内部电流应从“0.6A”接线柱到“-”极接线柱,则导线cd中电的电流方向为从c到d,电流表所在的支路和导线cd并联,导线ab接在干路上,且电流表0.46A。根据并联电路电流关系可知,通过cd中的电流大小为
故③不符合题意,④符合题意。综上所述,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
15. 如图所示,R1为定值电阻,R2为标有“20Ω 1A”的滑动变阻器,电源电压保持不变。当滑片P在某位置时,电流表示数为0.2A,此时在电路中接入一个电压表,闭合开关,电压表示数为2V。已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,在保证电路安全情况下向某一方向移动滑片,发现电压表示数最大变化量为1V,下列判断正确的是( )
①若电压表接在R1两端且滑片向左滑动,则电源电压可能为6V且R1 =10Ω
②若电压表接在R1两端且滑片向右滑动,则电源电压只能为3V且R1= 10Ω
③若电压表接在R2两端且滑片向左滑动,则电源电压只能为2.5V且R1= 2.5Ω
④若电压表接在R2两端且滑片向右滑动,则电源电压只能为6V且R1= 20Ω
A. 仅①③ B. 仅②④ C. 仅①②③ D. ①②③④
【答案】C
【解析】
【详解】①闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测整个电路的电流,若电压表接在两端,则电压表测定值电阻两端的电压,根据欧姆定律可得定值电阻
若滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知电路的电流变大,则电压表示数变大,电压表示数最大变化量为1V,所以此时电压表示数
此时电路中的电流
若此时滑动变阻器接入电路的阻值为,则滑动变阻器两端的电压
根据串联电路总电压等于各用电器两端电压之和可知,电源电压
故①正确;
②若电压表接在R1两端且滑片向右滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,则电压表示数变小,因电压表示数最大变化量为1V,所以此时电压表示数
此时电路中的电流
滑动变阻器接入到电路中的阻值最大时电压表示数变化最大,则滑动变阻器两端的电压
根据串联电路总电压等于各用电器两端电压之和可知,电源电压
故②正确;
③闭合开关,若电压表接在两端,则电压表测滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律以及串联电路电压规律可知定值电阻
滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电压表示数变小,因电压表示数最大变化量为1V,所以此时电压表示数
根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,R2标有“20Ω 1A”,电流表的量程为0~0.6A,所以电路中允许通过的最大电流为0.6A,根据欧姆定律以及串联电路电压规律可得
联立两次的表达式,可得,,故③正确;
④若电压表接在两端且滑片向右滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电压表示数变大,因电压表示数最大变化量为1V,所以此时电压表示数
若此时滑动变阻器以最大阻值接入电路,此时的电流
定值电阻
联立,解得,。
但若滑动变阻器不是以最大阻值接入电路,那么可以根据滑动变阻器的多组阻值,求出多组对应电源电压以及定值电阻阻值,因此这种情况下的电源电压与定值电阻的阻值不唯一,故④错误。
综上,ABD错误,C正确。
故选C。
二、填空作图题(本题共6个小题,填空题每空1分,作图题每图1分,共12分。)
16. 进入九月,校门口内外的几棵桂花树的桂花绽放得美不胜收。清展,步入校园,空气中弥漫着如丝如缕,清新宜人的桂花的香气,这是由于分子在不停地______;天气晴朗的中午我们闻到的桂花香味更浓,是因为______,分子运动的越剧烈。
【答案】 ①.
做无规则运动 ②.
温度越高
【解析】
【详解】[1]空气中弥漫着桂花的香气,是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
[2]天气晴朗的中午我们闻到的桂花香味更浓,是因为分子运动与温度有关,温度越高,分子的运动越剧烈。
17. 某汽油机在一次工作循环内有四个冲程,其中压缩冲程中是_______化为内能;此过程中,缸内混合气体的温度会________(选填“升高”或“降低”)。
【答案】 ①. 机械能 ②. 升高
【解析】
【详解】[1][2]汽油机的压缩冲程中,活塞向上运动,压缩缸内混合气体,此时活塞的机械能通过做功转化为气体的内能。由于外界对气体做功,气体的内能增加,温度会升高。
18. 在探究并联电路的电流特点时,根据如图所示的电路图连接好电路。闭合S、S1,断开S2,可以测出通过灯______的电流,接着闭合S、S2,断开S1,______ (选填:“能”或“不能”)测出通过另一盏灯的电流。
【答案】 ①. L2 ②. 不能
【解析】
【详解】[1]闭合S、S1,断开S2,此时两灯并联,电流表在L2支路上,测L2电流。
[2]若闭合S、S2,断开S1,两灯仍然并联,电流表在L1支路上,但电流表正负接线柱接反,故无法测出通过L1的电流。
19. 如图甲所示电路,电源电压未知且小于5V,R0是定值电阻。变阻器R1上标有“10Ω,1A”字样,“1A”表示滑动变阻器的________(选填“最大电流”或 “正常工作电流”)。移动滑片到某一个位置,电流表和电压表指针位置如图乙、丙所示。当滑片移到另一位置时,其中一个电表指针刚好满偏,另一个电表指针在刻度盘处,则电源电压为______V。
【答案】 ①. 最大电流 ②. 4.4
【解析】
【详解】[1]滑动变阻器铭牌上标注的是滑动变阻器允许通过的最大电流和滑动变阻器的最大阻值,故“1A”指的是滑动变阻器允许通过的最大电流。
[2]滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以电流表连接的是小量程,此时的电流为0.5A,电源电压小于5V,所以电压表连接的是小量程,示数为2.4V,则电源电压为
当滑片移到另一位置时,其中一个电表指针刚好满偏,另一个电表指针在刻度盘处,若满偏的电表为电流表,则电路中电流为0.6A,电压表指针在刻度盘处,所以电压表示数为2V,则电源电压为
联立方程,可得
解得,则电源电压为
符合题意。若满偏的电表为电压表,则电压表示数为3V,电流表指针在刻度盘处,即电路中电流为0.4A,则电源电压为
联立方程,可得
解得,则电源电压为
不符合题意,故电源电压为4.4V。
20. 现有两块如图甲所示由同种材料制成的长宽高比值为4∶2∶1的金属块,若将它们分别连入如图乙所示的电路中(接线柱分别位于各自相对的两侧面中心),根据你所学的知识,判断Ra________Rb(选填“>”、“<”或“=”);图乙所示电路电源电压恒定不变,R为阻值不变的定值电阻,闭合开关S1、S2,电压表示数为5V,电流表示数为I1,接着断开开关S2,电流表示数为I2,已知I1:I2=7:6,则电源电压为_______V(导体电阻的大小与导体长度成正比,与导体横截面积成反比)
【答案】 ①. > ②. 7.5
【解析】
【详解】[1]由图乙可知电阻a的长度大于电阻b的长度,电阻a的横截面积小于电阻b的横截面积,故Ra>Rb。
[2]闭合开关S1、S2,Rb短路,R与Ra串联,电压表测Ra两端的电压,电压表示数为5V,电流表示数为I1,I1(R+Ra)=U ①
接着断开开关S2,R与Ra、Rb串联,电压表测Ra和Rb两端的电压,电流表示数为I2,I2(R+Ra+Rb)=U ②
导体电阻的大小与导体长度成正比,与导体横截面积成反比,故 ③
已知I1∶I2=7∶6 ④
I1Ra=5V ⑤
由①②③④⑤可解答U=7.5V。则电源电压为7.5V。
21. 按要求作图。
(1)两个带电小球A、B静止时它们的位置如图甲所示,已知小球B带正电,请在括号内标出小球A所带电荷的电性。(用“+”或“一”表示)
(2)如图乙所示的实验电路,还有部分导线未连接,请将电路连接完整,使两灯泡并联,电流表测量L₂电流。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,A、B两小球相互排斥,说明两小球带同种电荷,由于小球B带正电,故A也带正电,作图如下∶
【小问2详解】
两灯并联,则电路有两条电流路径,电流表只测通过L2的电流,所以电流表串联在L2的支路上,开关S控制两灯,如图所示:
三、实验题(本题共3个小题,第22题5分,第23题8分,第24题8分,共21分。)
22. 小明用如图甲所示的电路探究“影响电阻大小的因素”,图乙是备用的几种导体(A、B、C、D代表导体,S代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)在图甲中M、N之间接入不同导体时,可通过________来判断导体的电阻大小;
(2)为了探究导体的电阻与导体长度的关系,M、N之间应接入图乙中的________(选填导体的代表字母)两个导体。这种研究方法叫_______;
(3)若在M、N之间接入导体A、B可探究导体的电阻与_______的关系;
(4)完成上述实验后,小明进一步进行了如图丙所示的实验,他把M、N与废白炽灯中的钨丝连接,闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,可以观察到电流表示数变小,这表明:温度升高,钨丝的电阻_______。
【答案】(1)小灯泡的亮暗程度
(2) ①. B、D ②. 控制变量法
(3)材料 (4)变大
【解析】
【小问1详解】
导体的电阻大小无法直接得出,运用转换法,可通过小灯泡的亮暗程度来判断导体电阻的大小。
【小问2详解】
[1][2]为了探究导体的电阻与导体长度的关系,根据控制变量法,控制其他变量即材料、横截面积都相同,改变导体的长度,所以M、N之间应接入图乙中的B、D两个导体。
【小问3详解】
由图乙可知,导体A、B长度、横截面积相同,材料不同,根据控制变量法,可探究导体的电阻与材料的关系。
【小问4详解】
闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,温度升高,可以观察到电流表示数变小,这说明电路中的总电阻变大,故表明:温度升高,钨丝的电阻变大。
23. 为研究水和煤油的吸热能力,小明用如图甲、乙所示两套完全相同的装置进行实验探究,烧杯中水和煤油质量相等:
时间/ min
0
2
4
6
8
10
水/℃
5
7
10
15
20
25
煤油/℃
5
9
15
25
35
45
(1)实验中,用_________间接反映水和煤油吸热的多少,通过比较________。(前两空均填“加热时间”和“温度变化”)的多少来判断水和煤油吸热能力的强弱。分析数据可知,_________(选填“水”或“煤油”)的吸热本领更强;
(2)根据表格数据可知,烧杯中的水和煤油,升高相同的温度时,吸收的热量________(选填“相同”或“不同”),煤油的比热容是________J/(kg·℃);[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)同组的小华设计如下方法来比较比热容的大小:将两初温均为t1的相同金属块,分别浸没在质量相同温度均为t2的水与食用油中 (t1>t2),待温度稳定(热传递结束)时,测得水温低于食用油的温度,若不计热损失,据此得出水的比热容比食用油大的结论,请评价该设计思路是否可行。_________(选填“可行”或“不可行”);
(4)另一实验小组研究A、B两个固态物体吸热后温度升高的情况,图丙中横坐标是物体的温度变化,纵坐标是物体吸收的热量。
①如果A和B的质量相同,则A的比热容________B的比热容(选填“大于”、“等于”或“小于”);
②如果B物体的吸热升温情况如图丙中B'所示,实验中其他条件和操作均不变,则________得出与①相同的结论(选填“能”或“否”)。
【答案】(1) ①. 加热时间 ②. 温度变化 ③. 水
(2) ①. 不同 ②. 2.1×103J/(kg·℃)
(3)可行 (4) ①. 大于 ②. 能
【解析】
【小问1详解】
[1]用两个相同的加热装置分别给水和食用油加热,相同时间内,酒精灯放出的热量相同,水和食用油吸收的热量相同,所以用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。
[2]分析表格数据可知,水和煤油记录的是加热相同时间后的温度,且加热相同时间后,水和煤油升高的温度不同,根据比较吸热能力的两种方法可知,该实验是通过比较温度变化的多少来判断水和煤油吸热能力的强弱。
[3]分析表格数据,可以看出加热相同的时间,煤油升高的温度大于水升高的温度,根据质量相同的不同物质,吸收相同的热量,温度变化小的吸热本领更强,可知水的吸热本领更强。
【小问2详解】
[1]分析表格数据,烧杯中水和煤油,升高相同的温度时,水需要的加热时间更长,吸收的热量更多,所以升高相同的温度,水和煤油吸收的热量不同。
[2]根据,质量相同的水和煤油,当它们吸收相同的热量时,二者的比热容之比等于二者升高温度的反比,即;当二者共同加热2min时,水的温度变化了
煤油的温度变化
则有
可得煤油的比热容
【小问3详解】
将两初温均为t1的相同金属块,分别浸没在质量相同温度均为t2的水与食用油中 (t1>t2),待温度稳定(热传递结束)时,测得水温低于食用油的温度,说明水升高的温度小于食用油升高的温度。 根据,金属块放出的热量相同(不计热损失,Q放=Q吸),水和食用油吸收的热量相同,质量m相同,由于,所以,该设计思路可行。
【小问4详解】
[1]由图丙,质量相同时,升高相同温度,A吸收的热量更多,根据,物体质量和温度变化相同时,Q越大,c越大,所以A的比热容大于B的比热容。
[2]若B的吸热升温情况如图丙中B'所示,在其他条件不变时,升高相同的温度,A、B'吸收的热量,根据,物体质量和温度变化相同时,Q越大,c越大,也能体现出A比B'吸收热量多,所以能得出与①相同的结论。
24. 小军利用如图甲电路来探究“电流与电阻的关系”,相关器材规格已在图中标明且电表均完好。
(1)连接电路时开关应________(选填“断开”或“闭合”),小军按照图甲连好电路;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于图中最________(选填“左”或“右”)端;目的是为了________;
(3)在实验过程中,小军调节电阻箱阻值R,进行了多次实验,某次将连入的20Ω电阻改为10Ω时应将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)端移动;
(4)小军根据实验数据绘制出了I与的关系图线如图乙所示,由此可知实验过程中控制电阻箱两端电压为U0=________V;
(5)通过分析小军得出了实验结论:在电压一定时,_________。
(6)另一实验小组在做实验时发现无论如何都无法将电压调至U0,老师检查后发现是电阻箱阻值调得太大了,小军在计算后发现,要在保证电路安全的前提下完成实验,电阻箱的阻值应该保持在________Ω~_________Ω这个范围内(保留1位小数)。
【答案】(1)断开 (2) ①. 左 ②. 保护电路
(3)右 (4)2
(5)通过导体的电流与电阻成反比
(6) ①. 3.3 ②. 100##
【解析】
【小问1详解】
连接电路时,为防止短路或电流过大损坏元件,开关必须断开。
【小问2详解】
[1][2]闭合开关前,为了限制电流,保护电路中的元件,应将滑片移到最大阻值处,如图甲,应将滑动变阻器滑片移到最左端。
【小问3详解】
当把电阻由20Ω 改为10Ω,根据分压原理,电阻箱分得的电压会变小,因此要调节滑动变阻器使得电阻电压增大到原来的控制电压,即滑动变阻器承担的电压要减小,接入电路的阻值减小,如图甲,应将滑动变阻器滑片向右移动适当距离,直至电压表示数为控制的电压。
【小问4详解】
如图乙,为图像,当电流为0.3A时,电阻的倒数为,所以控制的电压为。
【小问5详解】
由图乙可知,图像是一条过原点倾斜的直线,说明电流与电阻的倒数成正比,即电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
【小问6详解】
[1][2]由题可知,滑动变阻器阻值最大为50Ω,滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,电流表量程为0~0.6A,所以电路中最大电流为0.6A,电压表量程为0~3V,且电源为两节干电池,即电源电压为3V,
当滑动变阻器阻值最大为50Ω时,此时电阻箱能调节的是最大阻值,根据串联分压规律可得
解得
当电路中电流最大为0.6A时,电阻箱能调节的是最小阻值,根据欧姆定律有
所以为了在保证电路安全的前提下完成实验,电阻箱的阻值应该保持在3.3Ω~100Ω范围内调节。
四、简答计算题(本题共3个小题,第25题6分,第26题8分,第27题8分,共22分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
25. 在如图所示的电路中,R1=30Ω,R2=10Ω。开关S闭合后,电流表A的示数为0.4A。求:
(1)电源电压;
(2)干路中的电流。
【答案】(1)12V;(2)1.6A
【解析】
【详解】解:(1)由图可知,两个电阻并联,电流表测量通过R1的电流,电源电压为
(2)由并联电路电流的规律和欧姆定律可知,通过的电流为
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路中的电流为
I=I1+I2=0.4A+1.2A=1.6A
答:(1)电源电压是12V;
(2)干路中的电流是1.6A。
26. 4月24日晚,长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射神舟二十号载人飞船,此次任务是长征系列运载火箭的第338次发射。据相关公开资料显示此次任务使用的“长征2F”火箭,起飞总质量约500t,其中搭载的可重复使用试验航天器(有效载荷)约8.5t、火箭的燃料偏二甲肼约170t,其余质量为帮助燃烧的氧化剂、火箭外壳及结构等。本次发射“长征2F”火箭的运载能力相当于将8.5t的有效载荷从地面缓慢推送到约3200km的高空。已知偏二甲肼的热值约为4×107J/kg。
(1)求170t燃料偏二甲肼完全燃烧释放的热量;
(2)火箭离开发射台时,为了防止高温火焰对发射台的影响,“喷水降温系统”向火箭尾部火焰中心喷水20s,喷水量为400t。设喷出的水的温度都是从20℃升高到100℃,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求水升温吸收的热量;
(3)若g值恒为10N/kg,仅考虑对有效载荷做功,从能量转化的角度,估算本次发射该火箭的效率。
【答案】(1)
6.8×1012J (2)
1.344×1011J
(3)
4%
【解析】
【小问1详解】
偏二甲肼的质量
170t偏二甲肼完全燃烧释放的热量
【小问2详解】
水的质量
水吸收的热量
【小问3详解】
有效载荷的质量为
提升的高度为
对有效载荷做的有用功
燃料完全燃烧释放的总能量即为第(1)问所求的Q放,有
火箭的效率
27. 图甲是某物理兴趣小组设计的一款自动称量装置,使用时,物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。该装置电源电压恒定,电压表的量程为0~3V,R0电阻为10Ω,R是一根长为15cm的均匀电阻丝(阻值与其长度成正比),滑片P与绝缘横杆固定。当秤盘不放物体时,滑片刚好位于R最上面的a端。当放入2kg的物体时,滑片到R最下面的b端的距离为14cm,电压表的示数为1V。当滑片移到离b端距离为12.5cm的位置时,测出电压表的示数为2V。实践过程中同学们还发现,滑片下移的距离与秤盘中所放物体的质量大小成正比。求:
(1)电压表示数为2V时,放入秤盘中物体的质量;
(2)求电源电压以及此装置能称取最大质量;
(3)同学们在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现表盘上的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙。请利用原有器材设计一个可以实现质量刻度均匀的电路,将图丙方框内的电路图补充完整。
【答案】(1)5kg (2)6V,10kg
(3)
【解析】
【小问1详解】
当放入m1=2kg的物体时,滑片到b端的距离为14cm,而已知电阻丝总长为15cm,所以滑片从a端下移的距离为
当电压表示数为2V时,滑片到b端的距离为12.5cm,此时滑片从a端下移的距离为
根据题意,滑片下移的距离与秤盘中所放物体的质量成正比,即,则
此时放入秤盘中物体的质量为
小问2详解】
由电路图可知,R0与电阻丝串联,电压表测电阻丝两端的电压。由题意可知,当放入2kg的物体时,电阻线接入的电阻丝的长度1cm设此时接入的电阻为R,其两端的电压为1V,则电源电压为…①
当滑片移到离b端距离为12.5cm的位置时,电阻丝接入的电阻丝的长度2.5cm,由于电阻丝阻值与其长度成正比,所以此时电阻丝接入电阻为2.5R,其两端的电压为2V,则电源电压为…②
联立①②得,U=6V,R=2Ω,即电源电压为6V,1cm电阻丝的电阻为2Ω。
由于电压表的量程为0~3V,所以当电压表满偏为3V时,所测质量达到最大,此时R0两端的电压也为3V,根据串联正比分压可知,电阻丝接入电路中的电阻
即电阻丝接入的长度为即滑片下移的距离为5cm。根据题意可知,放入2kg的物体时,电阻线接入的电阻丝的长度1cm,又因为滑片下移的距离与秤盘中所放物体的质量大小成正比,所以滑片下移的距离为5cm时,此装置能称取的最大质量为
【小问3详解】
要使表盘上刻度均匀,必须保证电流不变,所以需使滑动变阻器全部阻值始终接入电路,由U=IR可知,电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比, 故将电源、开关S、定值电阻R0、滑动变阻器R(a、b两端)串联起来。然后将电压表的一端接在滑动变阻器的a端,另一端接在滑片P上。如图所示:
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物理
一、选择题(本题共15个小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 以下学校内的物理量或物理现象,表述正确的是( )
A. 教室内饮水机正常工作电压约为220V
B. 空调正常工作的电流约为0.1A
C. 同学们感觉舒适的教室气温约为37℃
D. 教室中一盏日光灯正常工作的功率约为1000W
2. 如图所示小赵妈妈炒好菜后,将装菜的盘子放入温水中,通过这种方式给菜保温,等待小赵放学回家。小赵看到这一情景,联想到刚学的物理知识,下列联想正确的是( )
A. 温水保温过程中,水和菜的总内能始终保持不变
B. 炒菜时,菜内能的改变方式主要是通过锅铲做功
C. 温水能给菜保温,是因为温水的内能大于菜的内能
D. 汽车用水做冷却液,与温水给菜保温的原理相同
3. 关于对欧姆定律的公式I=,及变形式R=的理解,下列说法正确的是( )
A. 导体的电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B. 导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C. 通过导体的电流一定时,导体的电阻与导体两端的电压成正比
D. 电阻是导体本身的一种性质,与通过导体的电流和导体两端的电压无关
4. 小东用装有静电除尘纸的拖把擦地板时的情景,如图所示。静电除尘纸与地板摩擦,可以轻松地将灰尘和头发清打干净。下列说法中正确的是( )
A. 静电除尘纸和地板摩擦创造了电荷
B. 静电除尘纸的工作原理是带电体可以吸引轻小物体
C 静电除尘纸和地板摩擦后与地板带有同种电荷
D. 静电除尘纸在湿润的地面也能正常工作
5. 如图所示,关于灯泡变亮的说法中正确的是( )
A. M连E接线柱,闭合开关,滑动变阻器滑片向右移
B. M连F接线柱,闭合开关,滑动变阻器滑片向右移
C. M连E接线柱,闭合开关,滑动变阻器滑片向左移
D. M连F接线柱,闭合开关,滑动变阻器滑片向左移
6. 如图所示,为两个相同的验电器,带正电,带负电,的金属箔张开的角度大于的金属箔张开的角度。若用一带绝缘柄的金属棒把和的金属球连接起来,则( )
A. 电子从M转移到N B. 金属棒中始终有电流
C. 产生的电流方向从N流向M D. M的金属箔张开的角度减小
7. 学校大门采用人脸识别系统智能控制师生进出校门,如图所示,当有人站到识别器前时开关S1闭合,灯泡发光,照亮人脸进行识别,当系统自动识别到本校师生时,开关S2闭合,电动机M工作打开闸门放行。只闭合S2时,灯泡和电动机M均不工作。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C D.
8. 如图展示的是2025年9月3日,东风-61陆基洲际导弹在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式上震撼亮相的场景。该导弹采用新型固体燃料推进发射,所用新型燃料具有能量水平高、力学性能良好等优点。下列关于该导弹燃料及能量转化的说法中,正确的是( )
A. 燃料燃烧时内能转化为化学能
B. 燃料箱燃料减少,燃料热值不变
C. 导弹飞行时,弹身温度越高,含有的热量越多
D. 导弹飞行时,燃料的化学能全部转化为导弹的机械能
9. 如图所示电路中,闭合开关后灯泡不亮,电压表有示数。下列判断与分析正确的是( )
A. 灯泡不亮原因可能是灯泡短路
B. 若将电压表改接在滑动变阻器两端,电压表一定仍有示数
C. 灯泡不亮一定是因为电路中某处断路
D. 将滑动变阻器阻值调小,灯泡有可能发光
10. 如图甲所示电路电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中R1、R2的I-U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A. 图线A是电阻R1的I-U关系图象
B. 电源电压为18V
C. R1的阻值是30Ω
D. 滑动变阻器R2的最大阻值为300Ω
11. 用电器甲和乙,其电流与其两端电压关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 用电器甲电阻不变,大小为10Ω
B. 用电器乙电阻随着电流增大而变小,最大值15Ω
C. 如果把这两个用电器串联接在8V的电源上,电路中的电流是0.5A
D. 如果把这两个用电器并联接在6V的电源上,干路中的电流是0.9A
12. 将标有“6V 3W”和“6V 2W”的甲、乙两只小灯泡串联起来(灯丝电阻不随温度变化)接在电压为6V的电源两端,接通电路后,以下说法正确的是( )
A. 通过甲灯泡的电流更大 B. 两只小灯泡都能正常发光
C. 电路电流为0.2A D. 甲、乙两灯的两端电压之比为3:2
13. 周末小丽跟着爸妈去了缙云山“任风看云”玻璃栈道游玩,回家后查阅资料后了解到游客过多会对栈道造成损伤,小丽利用所学知识为栈道设计了如图甲所示的压力传感装置。电源电压恒为60V,定值电阻R1为150Ω,压力敏感电阻R2的阻值随所受压力的变化关系如图乙所示。当电压表V1的示数达到或超过45V时,都可以触发串联在电路中的报警器(电阻可忽略不计,图中未画出)发出警报。下列分析正确的是( )
A. 当有人离开栈道时,电阻R2阻值减小
B. 当有人走上栈道时,电压表V2示数变化量与电流表A示数变化量之比不变
C. 当有人离开栈道时,电压表V1示数与电流表A的示数之比变大
D. 小丽与班上同学共50人一起上栈道拍照,一定不会发出警报
14. 学习《电流》一课时,老师常用水流来类比电流。理想水渠交叉点上,单位时间内流入的总水量等于流出的总水量,同理,在电路的某连接处,流入的电流总和等于流出的电流总和。如图是某实验电路的一部分,电流表的示数如图所示,若通过导线ab电流为0.7A,导线cd的电流大小和方向可能的情况是( )
①若导线ab的电流从a→b,则Icd=1.16A,方向:d→c
②若导线ab的电流从a→b,则Icd=0.24A,方向:d→c
③若导线ab的电流从b→a,则Icd=1.16A,方向:c→d
④若导线ab的电流从b→a,则Icd=0.24A,方向:c→d
A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ②③
15. 如图所示,R1为定值电阻,R2为标有“20Ω 1A”的滑动变阻器,电源电压保持不变。当滑片P在某位置时,电流表示数为0.2A,此时在电路中接入一个电压表,闭合开关,电压表示数为2V。已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,在保证电路安全情况下向某一方向移动滑片,发现电压表示数最大变化量为1V,下列判断正确的是( )
①若电压表接在R1两端且滑片向左滑动,则电源电压可能为6V且R1 =10Ω
②若电压表接在R1两端且滑片向右滑动,则电源电压只能为3V且R1= 10Ω
③若电压表接在R2两端且滑片向左滑动,则电源电压只能为2.5V且R1= 2.5Ω
④若电压表接在R2两端且滑片向右滑动,则电源电压只能为6V且R1= 20Ω
A. 仅①③ B. 仅②④ C. 仅①②③ D. ①②③④
二、填空作图题(本题共6个小题,填空题每空1分,作图题每图1分,共12分。)
16. 进入九月,校门口内外的几棵桂花树的桂花绽放得美不胜收。清展,步入校园,空气中弥漫着如丝如缕,清新宜人的桂花的香气,这是由于分子在不停地______;天气晴朗的中午我们闻到的桂花香味更浓,是因为______,分子运动的越剧烈。
17. 某汽油机在一次工作循环内有四个冲程,其中压缩冲程中是_______化为内能;此过程中,缸内混合气体的温度会________(选填“升高”或“降低”)。
18. 在探究并联电路的电流特点时,根据如图所示的电路图连接好电路。闭合S、S1,断开S2,可以测出通过灯______的电流,接着闭合S、S2,断开S1,______ (选填:“能”或“不能”)测出通过另一盏灯的电流。
19. 如图甲所示电路,电源电压未知且小于5V,R0是定值电阻。变阻器R1上标有“10Ω,1A”字样,“1A”表示滑动变阻器的________(选填“最大电流”或 “正常工作电流”)。移动滑片到某一个位置,电流表和电压表指针位置如图乙、丙所示。当滑片移到另一位置时,其中一个电表指针刚好满偏,另一个电表指针在刻度盘处,则电源电压为______V。
20. 现有两块如图甲所示由同种材料制成的长宽高比值为4∶2∶1的金属块,若将它们分别连入如图乙所示的电路中(接线柱分别位于各自相对的两侧面中心),根据你所学的知识,判断Ra________Rb(选填“>”、“<”或“=”);图乙所示电路电源电压恒定不变,R为阻值不变的定值电阻,闭合开关S1、S2,电压表示数为5V,电流表示数为I1,接着断开开关S2,电流表示数为I2,已知I1:I2=7:6,则电源电压为_______V(导体电阻的大小与导体长度成正比,与导体横截面积成反比)
21. 按要求作图
(1)两个带电小球A、B静止时它们的位置如图甲所示,已知小球B带正电,请在括号内标出小球A所带电荷的电性。(用“+”或“一”表示)
(2)如图乙所示的实验电路,还有部分导线未连接,请将电路连接完整,使两灯泡并联,电流表测量L₂电流。
三、实验题(本题共3个小题,第22题5分,第23题8分,第24题8分,共21分。)
22. 小明用如图甲所示的电路探究“影响电阻大小的因素”,图乙是备用的几种导体(A、B、C、D代表导体,S代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)在图甲中M、N之间接入不同导体时,可通过________来判断导体的电阻大小;
(2)为了探究导体的电阻与导体长度的关系,M、N之间应接入图乙中的________(选填导体的代表字母)两个导体。这种研究方法叫_______;
(3)若在M、N之间接入导体A、B可探究导体的电阻与_______的关系;
(4)完成上述实验后,小明进一步进行了如图丙所示的实验,他把M、N与废白炽灯中的钨丝连接,闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,可以观察到电流表示数变小,这表明:温度升高,钨丝的电阻_______。
23. 为研究水和煤油的吸热能力,小明用如图甲、乙所示两套完全相同的装置进行实验探究,烧杯中水和煤油质量相等:
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水/℃
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10
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煤油/℃
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(1)实验中,用_________间接反映水和煤油吸热的多少,通过比较________。(前两空均填“加热时间”和“温度变化”)的多少来判断水和煤油吸热能力的强弱。分析数据可知,_________(选填“水”或“煤油”)的吸热本领更强;
(2)根据表格数据可知,烧杯中的水和煤油,升高相同的温度时,吸收的热量________(选填“相同”或“不同”),煤油的比热容是________J/(kg·℃);[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)同组的小华设计如下方法来比较比热容的大小:将两初温均为t1的相同金属块,分别浸没在质量相同温度均为t2的水与食用油中 (t1>t2),待温度稳定(热传递结束)时,测得水温低于食用油的温度,若不计热损失,据此得出水的比热容比食用油大的结论,请评价该设计思路是否可行。_________(选填“可行”或“不可行”);
(4)另一实验小组研究A、B两个固态物体吸热后温度升高情况,图丙中横坐标是物体的温度变化,纵坐标是物体吸收的热量。
①如果A和B的质量相同,则A的比热容________B的比热容(选填“大于”、“等于”或“小于”);
②如果B物体的吸热升温情况如图丙中B'所示,实验中其他条件和操作均不变,则________得出与①相同的结论(选填“能”或“否”)。
24. 小军利用如图甲电路来探究“电流与电阻的关系”,相关器材规格已在图中标明且电表均完好。
(1)连接电路时开关应________(选填“断开”或“闭合”),小军按照图甲连好电路;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于图中最________(选填“左”或“右”)端;目的是为了________;
(3)在实验过程中,小军调节电阻箱阻值R,进行了多次实验,某次将连入的20Ω电阻改为10Ω时应将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)端移动;
(4)小军根据实验数据绘制出了I与的关系图线如图乙所示,由此可知实验过程中控制电阻箱两端电压为U0=________V;
(5)通过分析小军得出了实验结论:在电压一定时,_________。
(6)另一实验小组在做实验时发现无论如何都无法将电压调至U0,老师检查后发现是电阻箱阻值调得太大了,小军在计算后发现,要在保证电路安全的前提下完成实验,电阻箱的阻值应该保持在________Ω~_________Ω这个范围内(保留1位小数)。
四、简答计算题(本题共3个小题,第25题6分,第26题8分,第27题8分,共22分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
25. 在如图所示的电路中,R1=30Ω,R2=10Ω。开关S闭合后,电流表A的示数为0.4A。求:
(1)电源电压;
(2)干路中的电流。
26. 4月24日晚,长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射神舟二十号载人飞船,此次任务是长征系列运载火箭的第338次发射。据相关公开资料显示此次任务使用的“长征2F”火箭,起飞总质量约500t,其中搭载的可重复使用试验航天器(有效载荷)约8.5t、火箭的燃料偏二甲肼约170t,其余质量为帮助燃烧的氧化剂、火箭外壳及结构等。本次发射“长征2F”火箭的运载能力相当于将8.5t的有效载荷从地面缓慢推送到约3200km的高空。已知偏二甲肼的热值约为4×107J/kg。
(1)求170t燃料偏二甲肼完全燃烧释放的热量;
(2)火箭离开发射台时,为了防止高温火焰对发射台的影响,“喷水降温系统”向火箭尾部火焰中心喷水20s,喷水量为400t。设喷出的水的温度都是从20℃升高到100℃,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求水升温吸收的热量;
(3)若g值恒为10N/kg,仅考虑对有效载荷做功,从能量转化的角度,估算本次发射该火箭的效率。
27. 图甲是某物理兴趣小组设计的一款自动称量装置,使用时,物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。该装置电源电压恒定,电压表的量程为0~3V,R0电阻为10Ω,R是一根长为15cm的均匀电阻丝(阻值与其长度成正比),滑片P与绝缘横杆固定。当秤盘不放物体时,滑片刚好位于R最上面的a端。当放入2kg的物体时,滑片到R最下面的b端的距离为14cm,电压表的示数为1V。当滑片移到离b端距离为12.5cm的位置时,测出电压表的示数为2V。实践过程中同学们还发现,滑片下移的距离与秤盘中所放物体的质量大小成正比。求:
(1)电压表示数为2V时,放入秤盘中物体的质量;
(2)求电源电压以及此装置能称取的最大质量;
(3)同学们在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现表盘上的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙。请利用原有器材设计一个可以实现质量刻度均匀的电路,将图丙方框内的电路图补充完整。
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